电子传感器是各种系统的基本组成部分,为自动化、监测和控制提供关键数据,但传感器信号中的噪音可能影响准确性和可靠性,了解噪音的来源和执行减轻噪音的战略对于传感器的最佳性能至关重要。

电子传感器中常见的噪声源

传感器噪声可以来自多个来源,包括热噪声,电磁干扰(EMI),以及电源波动. 热噪声,又称约翰逊-尼奎斯特噪声,是由电阻组件内电子随机运动产生的. EMI可由附近设备或无线电信号产生的外部电磁场引起. 供电噪声由电压波动和波纹产生,这可以给传感器读数带来额外的变异性.

计算噪声级别

量化噪声涉及计算根平均方形(RMS)电压或与每个源相关的电流。对于电阻器中的热噪声,RMS电压可以使用:

V n = ⁇ (4kTR ⁇ f) ]

其k 是 Boltzmann 的常数, T 是 Kelvin 的温度, R 是阻力, QQF 是带宽。这种计算有助于确定特定频率范围内的预期噪音水平。

减缓战略

降低噪音既包括设计选择,也包括过滤技术. 适当的屏蔽和地面可以将EMI最小化. 使用低噪音的电源和过滤电容器有助于稳定电压水平,此外,实施信号过滤方法,如低通道滤波器,可以从传感器信号中去除高频噪声组件.

  • 盾牌和地基
  • 供电过滤
  • 信号过滤技术
  • 适当的传感器布置